1J6
l\{EMPELAJARlKARAKTERISTIKBATU KAPUR TOHOR I LIME (CaO) SEBAGAIADSORBEN UNIUKPROSES PENGERINGAN SECARA ADSORPSI
Olel!
AZHARFUADI F 31.1876
1999 FAKULIASIEKNOLOGIPERTANIAN IN/HITUT PERIANIANBOGOR BOGOR
Azhar Fuadi. NRP F 31.1876. l\ffiMPELATARI KARAKTERISTIK BATU KAPUR TOHOR / LIME (CaO) SEBAGAI ADSORBEN UNTUK PROSES PENGERINGAN SECARA ADSORPSI. Di bawah bimbingan Dr. Ir. H. Aljeng M. Syarief, MSAE.
Rlt"lGKASAN
Panas yang tinggi dan suhu yang tidak terkontrol dengan baik dalam proses pengeringan akan merugikan jika digunakan untuk pengeringan bahan-bahan yang mengandung zat-zat yang voMil, dan pada pengeringan benih akan menurunkan daya tumbuh benih. Dari hal diatas, maka perlu dikembangkan metode pengeringan yang tidak menggunakan snhu tinggi dalam prosesnya Salah satu alternatif yang bisa dilakukan adalah pengeringan secara adsorpsi. Penelitian ini bertuj uan untuk mempelajari karakteristik batu kupur tohor I lime (CaO) sebagai adsorben untuk proses pengeringan secara adsorpsi. Kapur tohor yang digunakan adalah kapur tohor yang baru keluar dari (empat pembakarannya dan langsung dimasukkan ke dalam kaleng yang tertutup mpat Sampel bahan yang dipakai adalah sampeJ yang 1010s pada ayakan mesh 8 (bukaan 2,36 mm atan 0,937 in) tetapi tertahan pada ayakan mesh 14 (bukaan 1,18 mm atau 0,469 in). Bera! rata-rata perbutir sampel adaIah 3,34 x 10-3 gram. Teknik dasar yang dipakai daiam percobaan mengenai adsorpsi isotenni adalail pengukuran berm contoh bahan selama berada dalam lingkungan yang tetap yaitu suhu dan RH dipertaiiankan tetap. Adsorpsi isotenni H20 di udara oleh CaO pada sulIu 30°C adalah sebagai berikut : 25,03 gr H 2 0 I 100 gr CaO pada 43,20 % RH, 28,58 gr H 20 1100 gr CaO pada 56,03 % RH, 28,74 gr H20 1100 gr CaO pada 63,50 % RH, dan 29,87 gr H20 1100 gr CaO pada 75,00 % RH, 35,10 gr H2 0 / 100 gr CaO pada97,00%RH_ Bentuk kurva adsorpsi isotelmi H20 di udara oleh CaO pada suhu 30°C termasuk dalam tipe 11 atau tipe sigmoidal man disebnt juga tipe favorable.
Untuk mencapai penyerapan H20 oleh CaO seCal'a maksimum diperlukan waktu yang berbeda tergantung pOOa kondisi RH udara POOa 43,20 % RH, diperlukan waktu 18 hari, pOOa 56,03 % RH diperlukan waktu 16 hari, pada 63,50 % RH diperlukan waktn 14 hari, sedangkan pada 75,00 % RH dan 97,00 % RH memerlukan waktu 11 hari. Model persalIlaan Harkins-Jura mlO'rupakan persrunaan yang paling (epat menggambal'kan keadaan yang sebenal'nya dari OOsorpsi isotermi H2 0 di udal'a oleh CaO pada snhu 30°C pOOa RH 43,2 % Salllpai dengan RH 97 %. Persrunaan HarkinsJura tersebut adalah sebagai berikut ; p
In -
1242,9 =
dengan R 2 sebesar 0,96
1,0147
Po Dan nilai modulus deviasi (P) sebesar 1,85. Untuk penelitian penurunan kandungan uap air di dalam nlang tertutup) CaO
sebanyak satu kilogrrun dimasukkan ke dalrun ruang tertutup. Uap air yang ada di dalalll ruangan tertutup akan diOOsorpsi oleh batu kapur tohor sehingga kandungan uap air akan menurun. Kecepatan penurunan kandungan uap air di udara ruangan tertutup dipengalllhi oleh luas permukaan yallg Jangsung berhubungan dengan udara. Kenaikan Euhu selnnm proses pada lemari dengan dua rak adsorben lebih besPJ' dad satu rak adsorb en. Kandungan uap air diudara terendah yang dicapai pada kedua macam percobaalJ. menghasilka.lJ. nihil yang 8ama yaitu sebesar 0,0125 gr H 20. Pada pengeringan pOOi (Kadar air avval ; 25,1 % bb) dengan metode adsorpsi dengan CaO sebagai adsorben, mempunyai nilai
kemiringan garis kecepatan
pengeringan, K OOalah sebesar 5,551 dan nilai perpotongan garis dengan ordinat, a sebesar 23,354. Sulm pengeringan rata-rata 27,1 "C. Perhitungan kebutuhan CaO dihitung berdasarkan hasil penelitian adsorpsi isotermi kapur tohor. Untuk salu kilogram padi yang dikeringkan dari 25 % bb meqjOOi 12 % bb , membutuhkan 535,6
gJ'
CaO. Energi yang dilepaskan pada saa!
terjOOi reaksi antal'a H 20 dengan CaO dimaataatkan untuk menguapkan air di dalam ballan yang dikeringkan.
ME lVIPELAJARI K<\.RAKIERISTIK BATU K<\.PUR IOHOR I liME (CaO) SEBAGAI ADSORBEN UNTUKPROSES PENGERINGAN SECARA ADSORPSI
Oleh AZHARFUADI F 31.1876
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk rneperoleh gelar SARJANA IEKNOLOGIPERIANIAN
pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
1999 FAB."ULIAS IEKNOLOGIPERIANIAN INSIITUI PERIANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUI PERTANIAN DOGOR /
FAKULTASTEKNOLOGIPERTAN~
MEMPELAJARI KARAKTERISIIK DATU KAPUR IOHOR I liME (CaO) SEBAGAIADSORDEN UNIUKPROSESPENGERINGANSECARAADSORPSI SKRJPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANAIEKNOLOGIPERTANIAN
pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh AZHARFUADI 1131.1876
Dilahirkan pada tanggal 27 Maret 1976 di Kediri Tanggallulus : 11 Januari 1999
KATAPENGANTAR
Syukur Alhamdulillaah penulis panjatkan ke hadlirat Allah swt atas selesainya penelitian dan penulisan skripsi ini.
Bahan dari tulisan ini merupakan hasil penelitian
yang dilakukan di Laboratorium Rekayasa Proses Pangan, Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor, mulai dari bulan Juli 1998 sampai dengan bulan Nopember 1998.
Alas
terselesaikannya
penelitian
dan
penulisan
skripsi
ini,
penulis
menghaturkan terima kasih yang tulus kepOOa:
1. Bapak Dr. Ir. H. Atjeng M. Syarief, MSAE, sebagai Dosen Pembimbing Akademik sekaligus dosen penguji atas segal a bimbingannya selama penulis menyelesaikan pendidikan di Jurusan Teknik Pertanian, khusnsnya pOOa saat pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi. 2. Bapak Dr. Ir. Sutrisno, MAgr. dan Bapak Ir. M. Yamin, MT sebagai dosen penguji. 3. Ayahanda Drs. RustamOOji Rahmat, lbunda Siti Mughniyatin dan OOinda Hana, Zulfa, dan Amik atas segala bantuan moril dan materiil selama penulis menyelesaikan pendidikan di lPB.
4. Eka, Lutfi Aris, Anik, Lillah dan seluruh teman-ternan di TEP'31 yang telah rnemberikan bantuan dan sarannya selama peunlis melakukan penelitian.
5. Dadang N., Aries S., Tony Y. P. dan teman-teman di wisma Walisongo dan Sakato
atas segala bantuan dan dorongan semangat kepada penulis. 6. Semna pihak yang telah rnemberikan bantuan kepOOa penulis selama ini, yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu. Penulis berharap, tulisan ini dapat bermanfaat dan memeuuhi Ilijuan sesuai dengan yang diharapkan. Penulis mohon ma'af dan mengharapkan saran membangun jika terdapat kekurangan dalam tulisan ini.
Bogor, Februari 1999
PenuIis
IV
DAFIAR lSI
Halaman
KATAPENGANTAR .................................................................................... iv DAFTAR lSI ................................................................................................. v DAFTAR TABEL........................................................................................... vii DAFTAR G.Al\ffiAR ...................................................................................... viii DAFTAR LAMl'IRAN ................................................................................... ix DAFTAR SIl\ffiOL. ........................................................................................ x
I.
PENDAHULUAN ........................................................................................... 1 A. LATAR BELAKANG................................................................................ I
B. TUJUAN PENEL'TIAN............................................................................. 2 II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 3 A. BATU KAPUR TOHOR I LIME (CaO) .................................................... 3
B. ADSORPSI ................................................................................................ 6 1. Proses Adsorpsi..................................................................................... 6 2. Adsorpsi Isotenni ................ ............ .......... ................... ......................... 9 3. Model MaternatikaAdsorpsi Isotenni .................................................... 12 4. Pengeringan Adsorpsi ............................................................................ 15 C. PENGERINGAN ....................................................................................... 16 1. Proses Pengeringan ................................................................................ 16 2. Pengeringan Padi .................................................................................... 19 D. PSIKROME1RI ......................................................................................... 20
ill. METODE PENELITlAN.................................................................................. 23 A. TEMPAT DAN WAKTU PENELlTIAN ................................................... 23
B. BAHAN DAN ALAT ................................................................................ 23
C. PROSEDURPENEUTIAN ....................................................................... 27 1. Adsorpsi Isotenni .................................................................................. 27 2. Penurumm Kanduugan Uap Air di Udara dalam Ruangan Tertutup ......... 32 3. Penentuan Pola L~u Pengeringan ........................................................... 32
N. HASIL DAN PEMBAHASAN......................................................................... 34 A ADSORPSI ISOTERMI... .......................................................................... 34
1. Kadar Air Kesetimbangan ........ ,............................................................. 34 2. Penentuan Model Persamaan Adsorpsi Isotelmi KaplU' Tohor ............... 36 3. Uji KetepatanModel... ........................................................................... 40
B. PENURUNAN KANDUNGAN UAP AIR DALAM RUANGAN TERTUTUP .............................................................................................. 41
1. Percobaan Pertama ................................................................................ 41 2. Percobaan Kedua ................................................................................... 43 C. POLA LAm PENGERINGAN .................................................................. 45 D. ANALISAKEBUTUHANKAPUR TOHOR. ............................................ 48 V. KESIM1'ULAN DAW SARAN .......................................................................... 51
A. KESIM1'ULAN .......................................................................................... 51 B. SARAN...................................................................................................... 52 DAFTARPUSTAKA........................................................................................ 53 LAMPIRAN ...................................................................................................... 55
VI
DAFlAR lABEL
Halaman Tabel 1. Beberapa sifat fisik dari batu kapur tohor pada tingkat pembakaran yang berbeda ........................................................................................... 4 Tabel2. Komposisi kimiakapur tohor dari kabupaten Pasaman, Sumatera Barat ........................................................................................................ 5 Tabel 3. Kelengasan nisbi (RH) udara pada 5 macam larutan garam j enuh pada sulm 30 °C ............................................................................................... 27 Tabel4. ]umlall air maksimum yang diadsorpsi batu kapur tohor pada berbagai tingkat RH pada snhu 30"C .................................................................... 34 Tabel 5. Konstanta model persamaan adsorpsi isotermi ....................................... 37 Tabel6. Datahasil perhitungan dengan persamaan matematika............................ 38 Tabel7. Nilai modulus deviasi model matematika .............................................. .40 Tabel 8. Snhu kalibrasi termokopel ...................................................................... 56 Tabe! 9. Persamaan kalibrasi linear termokopel .................................................. 57
VII
DAFIAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Tipe-tipe adsorpsi isotermi menurut Brunauer et al.(1938) ................ 9 Gambar 2. Tipe OOsorpsi isotenni memulIt McCabe et al (1993) ......................... 10 Gambar 3. Adsorpsi isotermi untuk air di udara pada sOOu 20 - 50°C ................. 11 Gambru' 4. Psikrometer tampak depan................................................................... 25 Gambar 5. Psikrometer tampak samping ............................................................... 26 Ganlbar 6. Alat percobarul penentuan kadar air kesetimbangrul pada sullu dan RH tetap ....................................................................................... 28 Gambar 7. Kurva adsorpsi isotermi untuk air (H20) di udara oleh CaO pada sOOu 30 °C ........................................................................................... 35 Gamba!' 8. Gnlfik kecepatatl adsorpsi air di udara oieh CaO pada sunu 30 DC ..... 36 Gambar 9. Perbandingan secara grafik adsorpsi isotermi hasil peuelitian dengan hasil perhiiungrul menggunak!lll model persrullarul Langmuir, Smith, Harkins-Jura, d!lll Kuhn ........................................................... 39 Gambar 10. Perbandingan secaragrafikadsorpsi isotermi hasil penelitian dengan hasil perhitungan menggunakan model persamaan BET ...................... 39 Gambar 11. Penurunan karldungan nap air di udru'a dalam fllarlgan terlutup pOOa percobaan pertruna .................................................................... 42 Gambar 12. Penurunan kandungarlnap air di ndara dalam ruarlgan tertutup pacta percobaaa kedua........................................................................ 43 Gamba!' 13. Grafik pola lajn pengeringan pOOi deng!lll metode adsorpsi .............. .45 Gambar 14. Rangkaiarl alat psikrometer ................................................................ 59 Gambar 15. Seperangkat komputer ........................................................................ 59 Gambar 16. Desikator. ........................................................................................... 73 Gambar 17. Inkubator ............................................................................................ 73 Grunbar 18. NeracaAnalitic Mettler ..................................................................... 74
VIII
